TỪ LIỆU HÓA HỌC 10 WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
PGS TS TRAN THANH HUE
Tư liệu 10 HOA HOC
(Tái bản lân thứ nhất)
NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC
Trang 2
TH Liệu HĨA HỘC 1ị ể".ố
Bản quyền thuộc Nhà xuất bản Giáo dục
13-2008/CXB/303-2099/GD ỔMa s6: TXH18h8 - CPD
Trang 3
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
Lot git gidt thiéu
Hod hoc Tà chìa khố của sự sống
Do d6, dạy tốt học tốt là sự đóng góp có hiệu quả vào việc vun dip cho cuộc
sống ngày một tươi đẹp hơn :
Sách giáo khoa (SGK) Hod hoc 10 dé cap céc khéi-niem, quy tắc, quy luật, là kiến thức cơ sé, nén ting cila hod hoc phé thong néi riéng, hoá học nói chung Hiển nhiên đó là các vấn dễ rất quan trong, Fét thd vi Tuy nhiên cũng sẽ xuất hiện một số ắt khó khẩn khi dạy và học các nội dung đó
Sich Tw liệu hoá học 10 được biên soạn nhằm iạo thêm thuận lợi cho vắ dạy tốt, học tốt hoá học 10 nói riêng, hod hoc phé diduig nói chung
Nội dung sách này đẻ cập các vấn dê liên quán tới kiến thức trong SGK /fođ
Ộhọc 10 Mức độ các vấn đẻ được đẻ cập có (hề rất sát với nội dung SGK, hoặc có
phân mờ rộng hon, nang cao hơn so với nội dung SGK Mục tiêu của nội dung và sự trình bày đó là cung cấp một số tài iệu tham khảo, góp phần nhỏ tạo ra được sự nhìn nhận đủ độ sâu, đủ bẻ rộng cẩn thiết đối với các nội dung thiết yếu của SGK Hoá học 10
Về hình thức trình bày, các vấn đẻ sát với kiến thức SGK Hoá học 10 được in nghiêng, có vắ du hoặc bài tập áp dụng kèm theo Sự trình bày sao cho dễ hiển, logic cũng được tác giả chữ Ý,
Tư liệu Hoá học 10 hướng tới đông đảo bạn đọc là các thấy, cơ giáo giảng
dạy hố học ; các bạn học sình, kể cả học sinh chuyền hoá học ; quý vị phụ
huynh cùng bạn đọc lắc quan tâm
Lần đầu chúng tôi biên soạn loại sách này, lại vào lúc eo hẹp thời gian nền
chắc chắn còi những bất cập Trân trọng cm ơn sự quan tàm, sự góp ý của quý vị đành cho sách này,
ỘTác giả tũng trân trọng cảm ơn Ban Hoá học NXB Giáo dục cùng các quý vị khác dành cho tác giả sự tin cậy và hỗ tợ khi biên soạn sách này
Hà Nội, những ngày hội bóng đá toàn câu
XS (World Củp) 2006
TÁC GIÁ
Trang 4
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM MUC.LUC F Trang CHƯƠNG 1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG _
1.1 Một số đặc điểm của hoá học cơ bản hiện nay KS 7
1 Hoá học là khoa học thực nghiệm 7
Tl Hod học có cơ sở lắ thuyết vững vàng ` 8
TH Hoá học cơ bản gắn liền với hố học cơng nghệ, các vấn để kinh tế, xã hội, môi trường Ẽ
1V Tắn học hoá sẽu rộng, tiệt để
`: Phương pháp luận dược chú trọng đúng mức : 10 1.2 Quan hệ "kết quả thực nghiệm với học thuyết" trong kiến thức hoá bọc Ấ
Kết quả thực nghiệm đúng là yết tổ có tắnh nên tẳng cơ sở cũa `
hoá học RY "
II Thuyết (hay học thuyết) hố học có đặc điểm riêng, 12 TL Cẩn có lưu ý nào khi áp dụng thuyết hoá học giải thắch kết quả
thực nghiệm 2 é B
1.3, Mét s6 dac didm về dạy và học hoá học cơ bản hiện nay và sắp tới
trong các nhà trường 14
1 Ba câu hồi F 14
1 Một số vấn để cụ thể 14
1.4, Sơ lược về đơn vị và một số vấn để liên quan 15
1 Hệ đơn vị quốc tế (hệ 3D) 1s
IL Viet một đại lượng 7
TL Khối lượng và trọng lượng áp dụng trong hoá học 18
CHUONG 2 NGUYEN TU HAT NHÂN
2.1 Sơ lược về ánh sáng 23
2.2 Nguyên tit 7
1 Mẫu hạt nhân nguyên tử của Ruthopho Pal
TL Thể nghiệm của Sadovie 28
THL Kết luận 29
4
Trang 5TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
2.3 Mot sé iin để hoá học hạt nhân 27
1 Sơ lược về hạt nhân "29
TH Hoá bọc bại nhân ` 34
TH Một số dạng bài toán hoá học hạt nhắn v Ộ4
TV Giới thiện sơ lược về các hạt cơ bản 4
CHUONG 3 VO ELECTRON CUA NGUYEN TU A
3.1 Eleetron sr
.Điện tắch, khối lượng 3
TT Lưỡng tinh séng Ở hat cha electron ậ 58
3⁄2 Năng lượng của electron trong nguyễn từ ý a
1 Hệ Je, 1 hat nhan e a
TL Nguyên tử nhiền E Sy 7Á
3.3 Chuyển động của eleetron trong nguyên tif 14
1 Chuyển động không gian của electron s0
TT Chuyển động spin của clectron Hàm obilan spin %
3⁄4 Sự sắp xếp electron trong nguyên tứ nhiều electrom 92
1 Các cơ sở ặ %
L Cấu hình electron 97
43.5 Năng lượng ion hoá, ái lực elettron Độ âm điện Ợ
1 Năng lượng lon hoá 99
TL Ai luc electron i 100
TL Be sen điện
CHƯƠNG 4 PHÂN TỦ VÀ LIÊN KET HOA HOC
41.Mỡđẩu Ấ` 105
1 Phân từ và Vai trò 105
IL Liga Kt Hod hoe 106
II Công thức cấu tạo Lewis 109
TV Hình học phân từ Mơ hình YSEPR M5
L2 Một số thuyết vẻ liên kết hoá học 125
< J Một số tội dụng của thuyết VB 125
TH Lai hoá cbilan nguyên tử 127
HH Một số vấn để của thuyết cbitan phần từ: áp dụng vào hoá bọc
phổ thông 138
5
Email: daykemquynhon@gmail.com
Trang 6
TƯ LIEE HÓA HỌC lýỘ ay W.DAYKEMODYNHOX.UCOZ.CoM
'QW#ƯỢNG 5 BẰNG TUẦN HỒN an
'NHĨM HALOGEN NHÓM OXI-LƯU HUỲNH Sy 5.1 Bằng tuần hoàn
1 Một số vấn để chung
TL Các quy luật A
TIL Nguén gốc các nguyên tố hoá học trên Trái Đất $2 Các nhóm nguyên tố
1L Nhóm halogen
11 Nhóm Oxi-lưu huỳnh
.5:3 Hãy cứu lấy cản bằng sinh thái, cứu lấy sự sống trên Trái Đất
CHUONG 6 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CÂN BẰNG HOÁ HỌC
ĐỘNG HOA HOC sas
6.1 Mot s6 viin dé can bằng hoá học ay 176
1 Khái niệm 4 16
IL Hing số cân bằng hoá học 179
TH Tắnh cân bằng hoá học ợ 187
TV Một số lưu ý 196
6.2 Một số vấn để động hoá học i 198
I Mot s6 khdi niệm é 199
1I Sơ lược vẻ cơ chế phan img 218
TT, Sự phụ thuộc nhiệt độ của tốc độ phản ứng, Năng lượng hoạt hoá 220
IV Sơ lược về xúc tác ey z3
Email: daykemquynhon @gmail.com WIVW.FACEBOOK.COD
Trang 7
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM Chuong 1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CHUNG 1.1 Mi
it sé dc diém cita hoa hoc co ban hi
Hoá học là mot trong s6 cdc khioa hoc vita c6 If thuyét-va thu nghiệm, lại có cf khoa học cơ bản và khoa học công nghệ Thực tế khơng có ranh giới rõ rệt giữa các vấn đẻ đó Tuy nhiên, do phạm vi của sách gũng như khả năng còn hạn chế của tác giả, nên chúng tôi chỉ giới hạn trong phậm vi Hoá học cơ bản Đó là kiến thức cơ sở, các khái niệm, định agfia, các quy tốc, định luật, học thuyết, góp phan tao ra nén tăng kiến thứ của khoa học Hoá học Nội dung
này thường được giảng dạy trong các nhà trường bác phổ thông (phổ thông cơ sở, phố thông trung học) cũi tư các trưởng Cao đẳng, Đại học đào tạo cử nhân
phục vụ cho các hoạt động xã hội, đồi sống, nghiên cứu liên quan như các trường Cao ding Sư phạm, Đại học Sư phạm, Dại học Khoá hợc Tự nhiên
1, HOA HOC LA KHOA HOC THỰC NGHIỆM
1 Khoa học thực nghiệnh là các khoa hoe-ằ6 nén ting kign thức cơ sở được xây dụng từ kết quả thực nghiệm Các quy tắc, định lust, học thuyết, của khoa học này được xác nhận bằng kết quả thực nghiệm và ngược lại chúng giải thắch và phân nào đó hướng dẫn thực nghiệm
Ổvf dy điển hình về khoa học thực nghiệm
Hoá học là một:
2 Một sở đạ điểm của thực nghiệm hoá học hiện nay
ỘThừa hưởng kết quả của sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ trong thời đại ngày nay, thực nghiệm hoá học được dùag giảng dạy tròng các nhà trường có một số đặc điểm nổi bật
$ Ku hướng Ộmini hoá"
Ẽ*ồ* Hoá chất dược dùng với lượng ắt, thậm chắ rất ắt Vắ dụ như một để thỉ thực
+ nghiệm của Olympic: Hoá học quốc tế lần thứ 32 năm 1997 tai Quebec, Canada
z
Trang 8TỪ LIỆU HÓA HỌC 10 WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
yêu cầu thắ sinh xác định hàm lượng canxi (Ca), magie (Mg) trong nude déng
chai được đùng lầm nước uống bằng thuốc thử EDTA k
* Dụng cụ thắ nghiệm có kắch thước rất nhỏ Chẳng hạn, ống nghiệm đó đường kắnh gần Iem, con cá từ (dùng để kHuấy dung địch khi làm thắ nghiệm) chi vào cỡ hạt gạo,
ặc điểm này đòi hỏi người làm phải có kĩ năng thật tốt mới thụ'được kết
quả tốt, (Nếu "sôi tiổi nhưng vụng vẻ" e rằng không làm được thắ nghiện) với đặc điểm trên 1),
* Dụng cụ thắ nghiệm rất đa dạng, từ thô sơ đơn giản như ống ựghiệm, bình Ẽ
thuỷ tỉnh quen thuộc cho tới thiết bị làm sắc kắ giấy hay các máy quang phổ hiện
dai như hồng ngoại (IR), cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), thậm chắ cả thiết bị
diing laze
+ Việc lấy các số liệu thực nghiệm từ dụng cụ, thiết bị đo, cân rồi xử lắ tắnh toán đếu phải tuân theo đúng quy tắc vẻ sai số, Thói quen tai hại "lấy số thập phân tuỳ ý" mà nhiều học sinh Việt Nam đang mắc) phải, là một điểm yếu rầm trọng khi để cập đến vấn để này,
II HOÁ HỌC CĨ CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỮNG VÀNG
ỘThời đại" hoá học chỉ là khoa học Ộdun, nấu, đổ, rút, " đã qua Ngày nay, hố học có "hai trụ" lắ thuyết vững vàng
A LÍ THUYẾT VỀ CẤU TẠO VẬT CHẤT
Cơ sở này bao gồm : 1) Hoá học hạt nhân
3) Cấu tạo nguyên tử
Ộ 3Y Cấu tạo phân tử và liên kết hoá học,
Ợ 4) Hoá học tỉnh thể
B LÍ THUYẾT VỆ CÁC Q TRÌNH HOÁ HỌC
Cơ sở này bạo gỗm :
1) Nhiệt động lực hoá học, bao gồm cả nhiệt hoá học, căn bằng hoá học và các quá trình chuyển pha
2) Động hoá học và xúc tác 3) Hố học với dịng điện `
4) Hod hoe chất keo và hiện tượng bể mặt
Trang 9
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
Cơ sở lắ thuyết này là nến tảng kiến thức của hố học phổ thơng ChÍ khi
chúng ta nhận thức được, thực hiện đạy tốt, học tốt được vấn để này mới mong
sóp phần xây dựng nến giáo dục Việt Nam bắt kịp yêu cầu phát triển đất nước,
hội nhập khu vực và thế giới Thực tế từ 1996 đến nay việc Việt Nam lên tục thu
<duge kết quả tốt trong các kì dự thì Olympic Hố học quốc tế góp ea xác nhận
điều này x
TH HOA HOC CO BAN GAN LIEN VỚI HOA HOC CÔNG NGHỆ, CÁC
VAN DE KINH TE, XA HOE, MOI TRUONG
1, Hoá học đồng hành với sự tồn tại, vận động của vặt chất trên Trái Đất nói
tiếng, Vũ Trụ nói chung Do đó đặc điểm này là sử tất yếu, là sự vốn có từ thuở
hồng hoang cho tối mãi sau này của Trái Đất, cúa Vũ Trụ
2 Nhận thức rõ đặc điểm này, thực nghiệm hoá học nói riêng, giảng dạy
hố học trong nhà trường nói chung cần đạt được một số yêu cầu :
+) Phải kinh tế hay tiết kiệm Thắ nghiệm để dạy và học hố học nói chung
đều là thắ nghiệm tiêu phắ Do đó lượng đàng ắt tới mức có thể được, hoá chất, dụng cụ rẻ tới mức có thể được,
+) Đối tượng, nội dung các thắ nghiệm phải hướng về thực tế, hướng về cuộc sống Bài thi "xác định hàm lượng canxi, magie trong nước đồng chai dùng để
tống" được nêu ở trên là một vẶ dụ về vấn để này
+) Phải luôn chú ý tới môi trường khi làm thắ nghiệm cũng như khi loại bỏ
rác, phế th
+) Trong bài dạy 1ý thuyết, trong bài tập, để thắ hay kiểm tra vận dụng thắch hợp càng nhiều căng lốt những nội dung kiến thức thuộc phạm vi "công nghệ, kinh tế, xã hội, ruồi trường",
+) Cần phải tổ chức thắch hợp các hoạt động thực tế nội, ngoại khoá cho học
sinh, sinh xiên trong việc ứng dụng thiết thực, có hiệu quả kiến thức hoá học vào các vấn để thực tế,
IV.-TIN HOC HOA SAU RONG, TRIRT DE
Ộ5 1, Chúng ta đang ở thời đại bùng nổ của công nghệ thông tin (CNTT) trên
kĩnh diện toàn cẩu, Do đó việc gắn liền Hố học nói chung, Hố học cơ bản nói
9
Trang 10
TH LIỆU HÓA HOC 10 WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
tiêng với sự phát triển CNTT là điều tất yếu Pham vi ứng dung CNTT trong hoá học rất đa dạng, từ trình bày bài giảng, đào tạo từ xa (e-leaming) tới thắ nghiệm ảo cho đến các tắnh toán thuần tuý lắ thuyết để góp phần hướng dẫn thực nghiện
2 Khi ứng dụng CN
[ vào hoá học, nên chú ý :
+) Không được quên bản chất, nội dung hoá học, CNTT chỉ là đơng cụ, phương tiện có hiệu quả :
+) Phù hợp với nội dung bài hoá học, phù hợp lứa tuổi của người học cùng điều kiện cụ thể về máy, phân mềm, thiết bị
+) Theo phương hướng "nh, chắc,
liệu quả
` PHƯƠNG PHÁP LUẬN ĐƯỢC CHÚ TRỌNG ĐỨNG MỨC
Cũng như với bất cứ khoa học cơ bản nào, khi tiếp cận với hố học ln ln chú trọng đứng mức nội dung và phương pháp luận: Thêm vào đó, hố học còn là
Tĩnh vực khoa học và thực tế tạo nên tăng cho các thận thức thế giới (thế giới
quan), vũ trụ (vũ trụ quan)
1 Trước hết là phương pháp luận trong day, học, nghiên cứu hoá học cơ bản D6 là sự chú trọng đúng mức toàn diện *Lý thuyết, thực nghiệm, vận đụng, bổ sung dé tiếp tục hoàn chỉnh kiến thức",
2, Nhận thức đúng vị trắ của Hoá học trong toàn bộ nẻn tảng kiến thức của nhân loại nói chung, trong khoa học tự nhiên nói riêng "Khoa học Hoá học đồng hành với sự phát sinh, tổn tại, phát tiỂn cùng các Tĩnh vực khoa học khácỢ
Nếu khơng có cơ sở Tốn, Vật lắ, Tin học, Hoá học khơng có cơ sở để phát triển, đặc biệt là lắ thuyết Đến lượt nó, khơng có Hố học sé khơng có cơng nghệ sinh học, công nghệ vật liệu, công nghệ môi trường, công nghệ y ~ dược học, công nghệ thực phẩni, công nghệ sau thu hoạch, địa chất, khoáng sản, đại đương học, Vũ trụ học,
3 Mot s6 vấn để lớn khác về phương phấp luận là tự học, tự nghiên cứu :
Bất cứ với aÌ cũng vậy, từ em học sinh cho tới vị viện sĩ, sự tự học, tự nghiên cứu là guồn gốc của kết quả tốt trong học tập, công tác cũng như trong
cuộc sting:
Hãy đứa phương chăm Ộbiến quá trình đào tạo thành quá trình tự đào tạo" thành hiện thực
10
Email: daykemquynhon @gmail.com
Trang 11
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
1.2 Quan hệ "kết quả thực nghiệm vúi hoc thuyét" trong
kiến thic hoa hoc A
1 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐỨNG LÀ YẾU TỐ CĨ TÍNH NỀN TANG, CƠ SỞ CỦA HOÁ HỌC
1 Hầu hết kiến thức về các chất, sự vận động, biến đổi củá các chất, đều do
thực nghiệm cung cấp Thậm chắ, ngày nay Hoá học lắ thuyết đã phát triển thành một chuyên ngành, kiến thức, hiểu biết trong một sổ lĩnh vực vẫn chi do
thực nghiệm cung cấp
Vắ dụ 1 : Hình dang phan từ, độ dài liên kết, góo liên kết của một phân từ do thực nghiệm cho biết Lý thuyết không cung cấp được thông tin này
Vắ dự 2 : Bậc của một phần ứng cũng chỉ Xắo định được bằng thực nghiệm
Phân tắch các kết quả tắn lắ thuyết chỉ cho Ưhe đoáỪ Thực nghiệm sẽ xác nhận
dự đốn đó
2 Khi để cập tới kết quả thực nghiếm, cần chú ý
~) Tắch xác thực của kết quả đố: Tất nhiên chúng ta chỉ thừa nhận các kết quả thực nghiệm đúng nghĩa
(Trong lịch sử khoa học thế giới đã có một số kết quả thực nghiệm giả ! Gén day nhất, là kết quả về tạo phôi người theo nhân bân võ tắnh của một người Nần Quốc)
~) Độ chắnh xác của kết quả thực nghiệm phụ thuộc trình độ phát triển khoa học công nghệ của từng giai đoạn cụ thể (Phân tắch cụ thể tình hình cụ thể) >
Chẳng hạn, ngày ay chúng ta nói nhiều đến kĩ thuật nano xuất phát từ kết
quả thực nghiệm được các số liệu tới 10Ợ Vậy ma nam 1999, Gậ Waig (người
Mĩ gốc Ai Cập) được giải Nơben về hố học, cơng bố kết quả th nghiệm với thời
gian tổn tại của tiểu phân quaa sắt được là 10 ` giây !
+) Khi tiếp xúc với kết quả thực nghiệm, ta cũng cẩn biết có kết quả "cân, đong, đo, ếmmỢ trực tiếp ; song cũng có kết quả gián tiếp
'ÚẶ dụ 1 : Độ dBi 1 Tiên kết là kết quả đo trực tiếp trên liên kết đó:
ỘVE die 2 : Độ pH của một dung dich lại là một kết quả gián tigp, mặc dù có may do pH (thường gọi là pH mét) Vì sao ư ? Xin mời bạn tr lời _
IL
Trang 12
TH/LHậtHỚA HỌC T0 : Wisk DAYREMQOYNHION.LCoz.coM
II THUYẾT (HAY: HỌC THUYẾT) HỐ HỌC CĨ ĐẶC ĐIỂM RIÊNG
1, Đặc điểm đâu tiên là tắnh gid dinh hay gia thuyết Ỷ Chúng ta déu biết rằng một thuyết (hay học thuyết) ra đời từ nhu cầu cản giải thắch, làm sáng tỏ (trả lời câu hỏi Vì sao ? Như thế nào ?) vẻ một vấn để do
thực tế hay thực nghiệm đặt ra Au,Ợ
ỔBan dầu, giả thuyết hay giả định được nêu ra Sau khi được kiểm Ching bing kết quả áp dụng, giả thuyết hay giả định đó mới trở thành thuyết hay học thuyết
2, Đặc điểm thứ hai là tắnh thời gian hay khoảng thời gián và phạm vi áp dụng được của một thuyết hay học thuyết
Mỗi thuyết hay bọc thuyết chỉ có hiệu lực trong một khụảng thời gian nhất
định (có thể nói một cách hình ảnh ià "mễi học thuyết đều có tuổi thọ nhất
địnhỢ) Mỗi thuyết có mộội ưu thể trong một pham vi nt
Vắ dụ thuyết lien kết hoá tri (VB) ra đời vào,đẩu những năm 30 của thế kỉ trade Luận điểm cơ bản của thuyết VH là "mỗi fiên kết hoá học giữa hai nguyên tử được đảm bảo bởi hai electron có spin đối songỢ Thuyết này giải thắch được nhiều kết quả thực nghiệm, giúp hệ thống hoá kiến thức, tạo điều kiện cho hod
học có một bước phát triển vượt bậc so với giai đoạn trước
ỘTuy nhiên, thực nghiệm cho biết Hệ Hạ" chỉ có 1e cũng tổn tại hay O; là chất thuận từ, Thuyết V không giải rtắch được các kết quả đó
ỘThuyết objtan phân từ (MO) Ta đời giải quyết được bế tắc đó cũa thuyết VB Luận điểm cơ bản của thuyết MO là sự tổ hợp tuyến tắnh các obitan nguyên tử (AO) tạo thành obitan phân tử (MO) (là sự gần đúng MO ~ LCAO) Các electron tham gia liên kết được điền Vào các MO đó Khi số liên kết hiệu dụng Nụ, 2 0 ta
có phân tử (hệ) được tạo thành Với hệ Hạ", theo MO có Nụ, = 3 +0 Vậy hệ tổn tại được Với Oz có Nụ, = 2 và 2e độc thân trên 2 MO ~ ệ (xì, xy ) nên Ó;
thuận từ ỳ
Tuy nhiên, thuyết MO chưa cho kết quả tắnh năng lượng gần với kết quả thực
nghiệm/ Thuyết phiếm hàm mật độ (DFT) giải quyết được sự bế tắc đó của
Trang 13
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
Hiện nảy cả thuyét VB, MO, DFT déu duge ding ở các mức độ khác nhau,
trong những trường hợp cụ thể khác nhau, hỗ trợ cho nhau,
3 Ngay đối với một thuyết, áp dung trong một phạm vỉ nhất địnổ, ling có
thể cho các giải thắch khác nhau chút ắt, mà vắn đúng, Ps
Chẳng hạn, thye nghiém cho biét HO la phân tử:có gốc HOH ấấp xỉ bằng,
104,5Ợ ; 3 nguyên tử cùng nằm trong một mặt phẳng 4
Ấp dụng (giả) thuyết lai hoá trong thuyết VB ta giải thắch rõ rằng kết quả dó,
Điều đáng lưu ý ở dây là áp dụng lai hod sp* hay spỢ đối Với oxi đều cho được
kết quả hop If! (xin xem chỉ tiết ở chương 3) CA
im CAN CÓ LƯU Ý NÀO KHI ÁP DỤNG THUYẾT HOÁ HỌC GIẢI
THICH KET QUA THỰC NGHIEM ?
Có một số cách, một số nội dung được-trình bày, Theo chúng tơi, nên :
1 Tránh tuyệt đới hoá (học) thúyết
Như trên đã trình bày, mỗi (học) thuyết chỉ đáng trong một khoảng thời
gian, trong một phạm vi nhất định Do đó ta phải c6 sự tinh và động thắch hợp trong việc 4p dụng từng học thuyết
2 Tránh nhấm lên giữa giả định, quy óc với nội dung có tắnh (học) thuyết Day là một vấn đề khó rạch rồi, vì sách vở của Việt Nam được hình thành từ
nhiều nguồn, nhiễu quan điểm khác nhau Do đó địi hỏi sự khách quan, biện
chứng đúng mức ở mỗi người đi truyền "đạo Hoá học"
Vắ dụ việc tinh số đơn vị hoá trị của sác nguyên tố hoá học Vấn để "mƯ mớ" nhiều nhất là hoá trị của nitơ trong NạO; (hay HNO;) Cái "mắc mớ" lại xuất hiện do quan niệm cứng nhắc, tuyệt đối hố khơng cần thiết của một số
người Chúng tôi sẽ nêu rõ nội dung này ở chường 3
-Ê Để kết luận mục 1.2 này, chúng ta lưu ý kết quả đúng, có độ chắnh xác thắch ựợp do thực nghiệm cung cấp là cơ sở, nên tảng Cân có sự áp dung thắch hợp,
`đúng mức (học) thuyết hoá học giải thắch kết quả đó
13
Email; daykemquynhon Gginail.com :
Trang 14
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
1.3 Một số đặc điểm về dạy va hoc hoa hoc co ban hiện nay
'và sắn tút trong các nhà trường :
"Từ thực tế cũng như qua tài liệu, chúng tôi xin nêu ý kiến về vấn dé nay để
quý vị tham khảo Ở
1~ BA CÂU HỎI
Đạy và học hoá hoe + é
1 Ai? Cho ai? :
Nội dụng nào ? Ộ 3 Phường pháp gì ?
Cau trả lời càng đúng, càng sát với điều kiện, thắch:hợp về thời gian đem Tại hiệu quả cảng cao tủa việc dạy và học hoá học
1I- MỘT SỐ VẤN ĐỀ CỤ THỂ
A, VE NOI DUNG
1 Day và học quy luật
Chúng ta đều biết thế giới tự nhiên cũng như xã hội loài người đều chuyển
(van) dong không ngừng theo những quy luật nhất định Nói một cách khác quy luật là thuộc tắnh của chuyển động vật chất và xã hội
Do dé, day và học quy luật là điêu căn được thực hiện
uy luật này trước hết thể hiện ở các nguyên lắ, định luật của Hoá học, Đó là nến tảng, cơ sỡ của kiến thức-Hoá học cơ bản nói riêng va Hố học nói chung,
Quy luật này cũng được thể hiện qua các vấn để cy thể Chẳng hạn khi nêu vắ
dụ để mảnh hoạ khái:niệm ỘchấtỢ trong hoá học Nếu chú ý tới quy luật ta chỉ nêu vắ dụ theo thứ tự và nội dung : don chất (Ag, Hạ ) ; hợp chất (NaCl, HạO, C;H;OH, ) Nếu bạn đọc chứ ý, trong mỗi loại chất trên, các công thức cụ thể
cũng được nêu ra theo quy luật rồi đó
"Tết phiền ta phải lưu ý rằng khái niệm "quy luậtỢ có một phạm vi rộng Nếu dạy và học được quy luật sẽ giúp "học ắt biết nhiều", phát triển con người toàn diện
A4)
Trang 15
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
2 Dạy và học định lượng ở mức độ có thể được
Như trên đã để cập, Hoá học là khoa học thực nghiệm Do đó địấh Jượng
cũng là một thuộc tắnh quan trọng của kiến thức, hiểu biết về hoá hoc
ỘNhững số lượng, số liệu liên quan chặt chẽ với nội dung, kiến, (túc cần được chứ Ữ đúng mức theo tỉnh thân "nói có sách, mách
ỔTat nhiên tránh khuynh hướng máy me, áp đặt "số lượngỢ
Day, học hoá học với nội dung quy luật, định lượng cự0s chắnh là dạy và học bản chất
8 ~VỀ PHƯƠNG PHÁP %
1 Gắn liên lắ thuyết với bài tập, thắ nghiệm {hoe di đôi với hành
Chúng tôi xin không diễn giải chỉ tiết vấn để này vì đã rất quen thuộc với
đọc
3 Luôn chứ trọng hướng dẫn, rèn luyện phương pháp tự học, tự nghiên cứu,
biến quá trình đào tạo thành quá tình tự đào tạo
Chúng tôi xin không điễn giải chỉ tiết các vấn để này vì đã quen thuộc với bạn đọc và theo phương châm "nối ắt, suy righĩ kĩ, hành động có hiệu quả";
1.3 Sư lược về đơn vị và một số vấn để liên quan
tùng với danh pháp (tên gọi), hệ đơn vị là hai trong số các vấn để mà khoa học Việt Nam nóicchùng, Hố học nói riêng cẩn chú ý đúng mức để hội nhập
quốc tế y
Do khuôn khổ và mục đắch của sách này nên chúng tôi chỉ chọn một số nội
dung thật cần thiết về bệ đơn vị để trao đổi cùng bạn đọc
HỆ ĐƠN VỊ QUỐC TẾ (HỆ SI)
Đại hội lần thứ XI (được tổ chức vào tháng 10 năm 1960 tại thi: do Pari, cộng hoà Pháp) của Hiệp hội đo lường Quốc tế quyết định chọn tiếu chuẩn và Ộquy định về đơn vị đo Ngày nay chúng ta gọi đó là he đơn vị quốc tế, hệ SI
1 HIVW.FACEBOOK.CO}
Email; daykeniqujuhon xmail,coni
Trang 16
TỪ LIEU HÓA HỌC l8 ` ` WWW.DAYKEMOUYNION4/C0Z.COM
i Bay don vị cơ sở hay cơ bản và hai đơn vị bổ sung
Bỏng 1.1 C&c đơn vị cơ sở của hệ Ếĩ Sv
Đại lượng Đơn vị đo
nes et | Kiieu |Ợ ten got mm hiệu |
| quốctế| VietNam | Quốctế | Việt Nam
Độ đài 1 mết m [Com
Khối lượng m kiôgam | "kg Ộ|: kg
_ Thời s t giây $ s Giấy)
Cường độ dòng điện I Ampe ay A Nhiệt độ nhiệt động lực T | Kevin | K K
Lượng chất al mel Ấ| ml mol
¡ Cường độ ánh sáng 1, | San4đla(nế)| - Củ Cả
| Hai đơn vị bổ sung ms
Góc phẳng | dan rad rad
Góc khối (góc đặc/xốn) stéradian st st
2 Các đơn vị dẫn xuất của đơn Yị cơ sử hệ SI
Các đơn vị này dược xác định Lừ các đơn vi co sở trên, thông qua biểu thức liên hệ các đại lượng
Vắ dụ 1 : Tốc độ (Vận tốc) :
Ở Biểu thức liên hệ
Im]
~ Đơn vị của tốc do: fv] = = = fms
BỊ `
{m/s}
Vidu 2: Lucy
~ Biểu thức liên hệ : F = m.a
Ở Đơn Vị [F] = [kgm.s ?] = [m.kg.s 2]
Ộhừ Ữ : không dược viết liên kgms Ẽhay mkps
0) (Xem trang ậ, tài liệu (5)
16
Email: daykemquynhon@gmail.com
Trang 17
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
3 Một số don vị phắ Sĩ Sy
"Trong thực tế, cùng tổn tại với SI (ngày càng phổ biến), cịn có một san vi được dùng theo thói quen khác với don vi SI nói trên Ỷ
Vắ dự 1 : Chiêu dai: Angstrom, Ả (1Ả = 10 ' m),
Vắ dụ 2 : Thời gian : + phút (min hay phút) ; (min = 60s)
+ giờ (h hay giờ) ; (fh = 36008) <Ẽ
* Cần phân biệt hứ nguyên" với "đơn vỹ" của một đại lượng vật ắ
Thứ nguyên (iểng Ảnh à đinensio) cóý nghĩa Tơng hơn đơn vị điếng Anh, àuni0,
Chẳng hạn, thứ nguyên độ đài có đơn vị cơ sib nét ; đơn vị phi SL1& em, dm,
km, Thit nguyen khối lượng shines aye don vi phi Sĩ là gam, yến, ta tấn
ỘTa chỉ có thế so sánh hai đi lượng ch nguyên, Chẳng hạn sở ánh độ đãi bấn kắnh Trái Đất với khoảng cách từ giặt đất lén Mặt Trăng ; không thể so sánh khối lượng Trái Đất với khoảng cách từ mặt đất lên Mặt Tring
1I VIẾT MỘT ĐẠI LƯỢNG VAT Li
Bất cứ một đại lượng vật lắ nào cũng đều gồm hai phản : giá trị bằng số và
đơn vị
Một cách hình thức, tạ cổ thể viết :
Dai luong vat li = irri bing số x đơn vị ab
(Xem trong 3 rai teu
Vi du 1 : Độ dài sóng của một trong các tia màu vàng do natri phát ra khi bị
kắch thắch 18, 4/=5,896.10 Ợm = 589,6 nm (122)
Vắ 2; 2`: Tại nhiệt độ 304,19K áp suất hơi bão hoà của một chất lồng đo
:3,2874.107 MPa (3a)
dược là
(ằ) farernatinel Union of Pure arid Applied Chemistry (IUPAC) Physical Chemistrys Division, Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry
Prepared for publiccation by Ian Mills, Tomislav Cvitas; Klaus Homano, Nikola Kallay, Kozo ỔKuchitsu Second Edition Blachwell Science, 1996
2&TtHÓNHOOto 17
Trang 18
TH LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
'Khi cân viết gọn hơn, chẳng hạn trong các bảng hay trên đỏ thị, ta có thể
trình bày :
Am = 5,896.1077 hay A/am = 589,6 (120
Hoặc khi lấy logarit một đại lượng, chẳng hạn áp suất P ở trên, ta phải viết Ý
P/MPa = 3,2874.10ồ
In(P/MPa) = 1n3,2874.10ồ = 1,9990 \ 4b) Chú ý trường hợp này phải viết In(P/MPa) vì chỉ có thể lấy logarit của nột số
UL KHỐI LƯỢNG VÀ TRỌNG LƯỢNG ÁP DỤNG TRONG HOÁ HỌC!
A MỘT SỐ KHÁI NIỆM
1 Khối lượng re
2) Khối lượng (một vật thổ) là tố đo lượng vậCchất được chứa trong vật thể
đó (xem I.15 Glossary/Index tài liệu ), ov
b) Đơn vị : Hệ SĨ : kg; phi SI: g
2 Trọng lượng
ụ) Trọng lượng (của một vật thé) là số đo sức lực hút trái đất tác dụng lên vật thé dé (xem 1.20 Glossary/Index tai ligu 6
b) Don vi : xem 3.2 sau day
3, Nhận xét
'Về nguyên tắc : trọng lượng thay đổi (heo vị trắ vật thể được xét so với tam Trấi Đất Khối lượng khơng có đặc điểm đó Vì vậy số đo khối lượng có tắnh chất cơ bin hon <- `)
ỘThực tế : Hoá học thường để cập các phần ứng ở một vị trắ xác định trên trái đất, nghĩa là lực hút Trái Đất là một hằng số Do đó :
(1) Xem tà liệt C9 từ rang 94 đến rang 66,
ỘTrọng lưỡng (một) cOng thie theo ting Anh Jd Formula Weight, viết ct FW
(* Kennéth W.Whitten, Raymond, M_Larry Peck, George G-Stanley : GENERAL CHEMISTRY ; Sevents tition ; Thomson Breok/ele; Auta Canada, Mexico, Singapore, Spin UK, US: 2004
18 281.HÓAHQCto
Email: daykemquynhon @gmail.com
Trang 19
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WW.DAYREMOUYNHON.UC0/.COM
Liên hệ về trọng lượng cũng giống như liên hệ vê khối lượng (ta)
(Xem trang 18 tài liệu ồệ)
Lau ậ : "liên hệ" (tiếng Anh : relationship) có nghĩa rộng, bao sồfn cẾ "biểu
thức", nhưng không phải là giá trị bằng số (nghĩa là trong trường hợp chung
khơng thể nói : Khối lượng bằng trọng lượng ")
B AP DUNG TRONG HOA HOC é
1, Đơn vị khối lượng nguyên tử )
Quy ước lấy 7/12 khối lượng nguyên tử C!? là 1 don vị khối lượng, viết tắt
1a Ju hay Lamu as)
(u: viết tắt của từ unit ; amu : viết tết của cụnn tầ atomic mass anit)
Iu hay Lamu tong ứng với :
1 1
lạ Ế ` 6022136706)
10g ~ 1,660540.10ồ%g = 1,660540.10 ? kg (1.6) 2, Khối lượng nguyên tử tương đối (relative atomic mass) hay trọng lượng nguyén tử (atommie weigh) của một nguyên tố hoá học E được xác định bằng cách: ấy khối lượng trung bình của nậuyên tử nguyên tố E:chia cho đơn vị khối lượng, nguyên tử
ay
ỔA, CB) i trong Luong (amg 46%) của nguyên tử nguyên tổ E :
mm, (E) ỉà khối lợng trung bình của 1 nguyên tử nguyên tố E
là 1 đơn vkhối lượng đã được định nghĩa ở trên
ỘTheo quy ước này, trọng lượng nguyên tữ được ghi trong bằng tuần hoàn là một số không ghi đơn vị hoặc ghỉ đơn vị u bay amu (Khi ghỉ u hay amu ta có thể hiểu ; "Trọng tượng nguyên tử đó bằng bao nhiều (lần) u hay amuỢ)
Mi due : Trọng lượng nguyên tử của hidro là 1,00794(7) hay 1,00794(7) amu Trọng lượng nguyên tử của natri là 22,989768(6) hay 22,9897(6) amu Trong thực tế người tà thường không ghi amu
i 19
Email: daykemquynhon @gmail.com
Trang 20
TƯ LIỆU HĨA HỌC 1ơ 7 NWW.ĐATEEMOUYNHON:UC0Z/COM
ầ '(Triớc đây ở Việt Nam:c6 théi quer ding dv hay sau nay KidvC, Céch ghi
này không phù hợp thông lệ quốc tế, ta nên bộ),
Cân phân biệt cách chờ số liệu trọng lượng một nguyên tử như trên khác với
Khối lượng một nguyên tử phải được biểu thị theo g hay ke 'Vắ dụ : Tắnh khối lượng trung bình của một nguyên tử sắt, Fe
hips ~ 5 =92741160xi0 # of Ing tit Fe aS
Trả
Để nghị bạn dọc liên hệ phép tắnh ở vắ dụ này với biểu thức (1.6) ở trên đây 3, Trọng lượng (một) cong thức
"Trọng lượng phân tử Khối lượng mol"); :
3) Trọng lượng một công thức lỌ (hoặc bằng) tổng rợn lượng các nguyên tử (của các nguyên tổ) có trong cơng thức đó biểu thị tieo đơn vị khối lượng
nguyên tử (am), KS
Vi dy 1 : Tinh trọng lượng công thức của nat( bidroxit NaOH va axit axetic CH;COOH
Trả lời : Ta có kết quả sa
Trọngliợng Tổng trọnglượng (các) nguyên tố I nguyén ti "nguyên tử mỗi nguyễn tố
Na 23,0 amu 23,0 amu 1H 1,0 amu 1,0 amu 10 V * 16,0 amu 16,0 amu
'Trọng lượng công thức phân tử NaOH là 40,0 amu CH;COÔH
2c 3 12,0 amu 24,0 amu
: 4H a 1,0 amu 4.0 amu
20ồ SY 160 amu 32,0 amu
ỘTrọng lượng công thức phân tử CH;COOH là 60,0 amu
(1) Xem dải liệu (*) trang 54 ~ 66
ỘTrọng ldợng (một) công thức : theo tng Anh la Formula Weight, vigt ui FW
20
Trang 21
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
b) Trọng lượng phân tử một chất là (hoặc bằng) tổng trọng lượng các nguyễn
tử (của các nguyên tổ) có trong một cơng thức chất đó biểu thị theo đơn $ khối
lượng nguyễn tử (am) 4
Vắ dụ 2 : Tắnh trọng lượng phân tử của ozon OẤ, nước HạÓ, Ọãecsrozơ
CịaH;ƯOu: Ừ
ỘTrọng lượng phân tử theo tiếng Anh Ta Molecular Weight, Viet tat la MW
Khối lượng moi theo tiếng Anh là Molar Mass, viết tat fa MM
"Trả lời : Tà có kết quả sau :
Số nguyên từ Trọng lượng _ ^^" Tổng trọng lượng (eác)
nguyên tố Ổnguyen tj nguyên tử mỗi nguyên tố
0, AD:
ị 30 160 ám 48,0 amu
ỘTrọng lượng công thức phậy tử O; là 48,0 amu
HạO ề
2H TT 1,0 amu 20 amu
10 Ở 16/0amu 16,0 amu
Trọng lượng công thức phân từ HẠOlà Ở 180amu
CH,
Re 12,0 amu 1440 ame
22H Ổ 1,0 amu 22,0 amu
wo 5 2Ợ 16.0 arn 176,0 arma
ỘTrọng lượng công thức phân từ CjgHy20,, là 342,0 arma
Nhạy sẽt Ư Khái niệm "Trọng lượng (một) công thức phân tử "rộng hơn, bao gồm cả phân tử liên kết cộng Hoá trị và phán tử liên kết ion
Khai niệm "Trọng lượng phản tử" chỉ áp dụng cho phân tử liên kết cộng hoá trị
ỘA ỔDén đây, liệu bạn đọc có đặt ra câu hỏi "Sao lại nhiêu khê vậy ?Ợ Nếu có được câu hỏi này là một "điểm lành" chơ Hố học đó ! Mời bạn thử lắ giải Ta sẽ Ấtrở lại vấn để thú vị này khi xét liên kết hoá học ở phần sau
21
Trang 22
TƯ LIẸU HÓA HOCIO Ộ` + * WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ:COM
9 Khối lượng nói] Tượng vật chất biểu thị theo đơn vị: g (hay seit) chứa
6,022 x10Ợ ạt (vật) chất đó
ee ee es
Iugng nguyén ti nguyen t6 dé biểu thị theo đơn vị khi luong nguyen tir amu
Vĩ đụ 3 : Trọng lượng nguyễn từ han (T) là 47,88 arau; vậy khối hượng Tmol
nguyên từ Tỉ là-47,88 g (hay 47,88 g.mol Ợ)
+) Khối lượng mơi phân tử một chất có trị số bằng tr số trọng lượng một
công thức hay trị số trọng lượng phân tử chất đó (biểu thi theo ami)
ỘTa xét khối lượng mol một số chất sau đây :
xử Trọng lượng Khối lượng tế
Chất phân tử mol cay Chie
6,022x107%3 nguyén tử O
ozon O 48,0 amu 480g 2
| i \y 6,022x10? phân tử O;
| metan CHy 16,0 amu 16,03 76,022<107 nguyen uC, =e
OSỖ | 6022x1074 nguyen tử H
si & 6,022x10" ion NaỢ,
a 58,5 amu S83 ss
| Ỏ ; 6,022x10Ợ ion CẨ
nhôm sunfat 6,022x102x2 ion AI" i
342,1ama SfỖ 342,18 7
Alz(SO4)3 Ổ 6,022x10"5x3 ion SO,Ợ
Chúng ta đều biết khái niệm "Khối lượng mol" áp đụng cho cả ion, hat cơ
bin (electron, proton, notron),
ỔTrén day chirig 181 da dé cap mot s6 it vn dé chung vé hé don vi dé ban doc
tham khảo thêm Ở các phần sau, Khi cân thiết chúng tôi sẽ để cập thêm
2S
Trang 23
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM Chương 2 NGUYÊN TỬ HẠT NHÂN 2.1 Sơ lược về ánh sáng
Hiểu được nguồn gốc, cấu tạo, vận động và ứng dụng có hiệu quả thế giới
vật chất là mong muốn tự ngàn xưa của loài người Mặc dù đã thu được những thành tựu rất kì diệu, song những bắ ẩn vẻ thế điđỉ vật chất vẫn còn là thách đố
16n đối với con người 4
Lĩnh vực mà chúng ta sẽ để cập đến tròng các chương 2 ; 3 ; 4 là thế giới các hạt vô cùng nhỏ bé trong cấu tạo vật chất, đó là các vi hạt hay hat vi mo,
hạt lượng tử, trong đó bao gồm cả (Hạ) ánh sáng Do đó, trước hết ta hãy tìm
hiểu một số nét cần thiết về ánh sáng
Nha béc hoe vi dai Niuton (Isaac Newton, người Ảnh) là một trong những,
người đâu tiên để cập tới bản chát hạt của ánh sáng vào cuếi thế kỉ XVII Đến
đầu thế kỉ XX các thành tựu mới của khoa học cho phép hiểu dây dủ hơn vẻ
bản chất hạt, bản chất lượng tử của ánh sáng Kết quả các thắ nghiệm hiệu ứng quang điện, hiệu ứng Corptơn (Compton) xác nhận bản chất hạt của ánh sáng
Nhà Vật lắ Hà Lan Huyghen (Christian Huygens) là người đầu tiên để cập tới bản chất sóng cùá ánh sáng, cũng vào thể kỉ XVIL Tới năm 1865, Macxoen (James Clerk Maxwell, nhà Vật lắ người Ảnh) dã chứng minh được bản chất sóng điện từ của ánh sáng Nhờ đó, người ta đã giải thắch được các hiện lượng,
giao thoa, nhiễu xạ, phân cực, tán sắc của ánh sáng
[ Vậy, ánh sáng có tắnh chất nhị nguyên sống và hẹt
Thuyet lượng tử hiện đại coi ánh sáng là dong hạt (photon) lan truyền theo các định luật lan truyền của sóng điện từ _Mơi hạt ánh sáng là một lượng tử:
Theo một tiên để trong thuyết tương đối của Anhxtanh (Albert Einstein) @10)
2: Email: daykemquynhon@gmail.com
Trang 24
TỪ LIỆU HÓA HỌC 10 WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
ALBERT EINSTEIN (1879 ~ 1955) = thudng doc 18 Anbe Anxtanh Ở người sáng lập ra ngành Vật lắ học
hiện dại Ông đã xây dựng thuyết
phôtôn vẻ ánh sáng, thuyết không gian, thời gian và trường hấp dẫn, cơ học của các chuyển động với các vận tốc gần bằng vận tốc ánh sng Ở thuyết tương đối hẹp và thuyết tương, đối rộng ; thống kế lượng từ của các hat có spin nguyên (cùng với Bose) ; ông đã đưa ra khái niệm vẻ các dời
chuyển tự phát và cảm ứng ; ông đã
khởi thảo ra lắ thuyết về chuyển động Brown, đã chứng mình rằng cơ sở của tắnh sắt từ là mômen riêng cia electron Công thúc Einstein vẻ mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng là cơ sở của ngành vật lắ hạt nhân
Không phụ thuộc vào chuyển động của nguồn (phát
sáng), không phụ thuộc vào chuyển động của người quan sát (máy thu); tốc độ ánh sáng trong chân không là hằng định,
(2.2) | ằ= 299792458 ms! ~3.105m.s"! Dé là tốc độ lớn (giới hạn) ỞS
Cũng theo thuyết tương đối nổi tiếng đó, năng lượng toàn phần E của một hạt ánh sáng được tắnh theo biểu thức :
E=meỢ (23a)
ẹ : là tốc độ đã để cập trong (2.2) trên mm: là khối lượng một photon (hạt ánh sáng)
Trang 25TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
ỔVi hat Ộding yénỢ, tuong ting véi khéi lugng nghi mo, ta có
Bạ = mục? (Gấp)
Thực nghiệm cho biết : tương ứng với độ biến thiên khối lượng Ấm có biến thiên năng lượng AE mà
AE=cỔ Am 4 (4)
ỔTheo thuyết lượng tử Plăng (Max Karl Emst Ludwig Planck, nba Vật lắ người Đức), năng lượng toàn phần của một photon (lượng tử ánh sáng) liên hệ với tin số v của sóng điện từ tương ứng theo hệ thức
e=hv (2.5)
ha hang s6 Plaing néi ting,
h = 6,6260755(40).10 1.5 ~ 6,626.10 *3.s 2.6) (2.7) (2.8) ặ h (2.9)
Kắ hiệu e ở đây với E trong (2.34) trên là như nhau Chú ý tới tắnh lịch sử
của vấn để, người ta vẫn dùng hai kắ hiệu như trên
Dải sóng điện từ : Người ta xếp các sóng điện từ theo một trật tự xác định
theo tấn số v (hay độ đài sóng 4) thành một dải sóng điện từ như ở hình 2.1
sau đây:
25
Trang 26
TH LIỆ HÓA HỌC i0 ỘBE ENEEĐPSS WN:DÁYKEMQUYNHON.000/.COM yim terete th tee [ 2 gin Te Thế an +
2| Tan Tan TL
3 CES) nas | ERS Ổlc aig hla do Tae [Tame | ng | Mã Cie sg nl `
3S | erinsus | GEE 7 em [om [Fe [natn | om ool
ep See)
7 "gia suốt
ẹ) Marsa in He cing Ey Mh onsen Bruna Here
m =e!
: ấ]
lớn lun tym sục tga A +
The fos = fete f=]
Zero fao fa ai aw fe lim
3| SeErosEivemyf: |CEeiawepapglĐ] CketeMnses 2Ì Gicmrme= Casta ane
4|Cemsselhaase | 2F] 25%: | lueda|#| cán Jnaaagifgj, S@mea | wm | rg be
GE ae ng gine ET
aT Thy Team) Syphan apna a cia ct
đ|yEEmemeiaavmoth | Megane | [kc ep organ hing a rghit xp ua yhe|
Hình 2.1 Dai song điện từ
Ý nghĩa cấc số trong đâi như sau
1 Độ đãi sống À ; 2 Tẩn số sóng v
hoặc 4 hoac 5 Các vùng sóng
' hoặc 8 Dụng cụ có thể tạo ra vùng sóng tương ứng
26
Trang 27TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
2.2 Nguyên tử
1, MAU HAT NHAN NGUYEN TU CUA RUTHOFO
Trong lịch sử khoa học, có một số mẫu nguyên tử khác nhau được để cập 'Ở đây ta chú ý tới mẫu hạt nhân nguyên tử Ruthơfo 4
1 Thắ nghiệm Ruthơfo (Ernest Rutherford) đã thực hiện nhắữ sau :
Hình 2.2 Thiết bị thắ rghiệm của Ruthơl, 1 Màn nhấp nháy ; 2 Các khe ; 3 Khối chỉ ;
44: Nguồn hạt Ủ.; 5 Tắa Ủ ; 6 Lá vàng
chó biết ;
Ở Mu hết các hạt anÊa (Ủ) đi qua lá vàng mông theo đúng phương ban đầu khi chúng mới được tạo ra từ mẫu Như vậy lá vàng hầu như rỗng hay "trong suốtỢ
~ Có một số hạt anfa (ụ) bị tấn xạ (bị lệch) theo các góc @ (phi) khác nhau và khác so với phương đi tới ban đầu Quan sát cho biết trị số góc Lin xa ẹ tang, số hạt lầu xạ tương ứng giảm
ỘMột ghắ chép của thắ nghiệm này cho biết : ở góc tần xạ ọ = 15Ợ có 99098 hat ca! 6 g6c @ = 150ồ có 33 hạt Ủ Số hạt bị tán xạ và góc tấn xạ @ liên hệ với
Ộnhau theo một biểu thức do Ruthơfo để nghị)
Ộ<2 C6 mot số rất ắt các hạt bị tần xạ với góc ọ rất lớn, tới 180, nghĩa là các
hại ơ này bị day bật ngược trở lại
27
Trang 28
THƯLIEL HÓA HỌC lờ
Email: daykemquynhon @gmail.com WIVW.FACEBOOK.COD
Hình 2.3 mỉnh hoạ kết quả wen
của thực nghiệm
"Để giải thắch hiện tượng hat a bj đẩy bật ngược trở lại, Ruthơfo cho tầng các hạt Ủ này va chạm với phần tắch điện đương (+) (cùng đấu với Ủ) trong lá vàng (Lực đẩy này tạo ra năng lượng vào cỡ vài triệu electron Von ; vài MeV) ; Khoảng cách để xây ra được va chạm đó vào cỡ
10cm, p = 107'#em (chứ không Hình 2.3, Minh hoạ các kết quả
thắ nghiệm của Ruthdfo
phải 10 Ếcm như Tomxơn giả định)
2 Mẫu hạt nhân nguyên từ của Ruthofơ
'Từ kết quả thắ nghiệm tren và các lap luận, tắnh Ặoán cẩn thiết, Ruthơfo đã nêu giả định về cấu tạo hạt nhân nguyên tử, vẻ sad được gọi là mẫu hạt nhân
nguyên tử ?
Nguyên tử có hạt nhân tắch điện dươmậ với số đơn vị là +Ze, tại đó tập
trung hẳu nhưt toàn bộ khối lượng nguyên HỆ" Hạt nhân này có Kắch thước nhỏi
hơn nhiều so với toàn nguyên tử Chun6 quanh hại nhân có Z electron chuyén
động theo các quỹ đạo nào đó '
Kết quả các nghiên cứu vẻ sau cho thấy điểm chưa thoả đáng trong mẫu hạt nhân trên là sự chuyển-động theb quỹ đạo của electron quanh hạt nhân đó Trong nguyên tử (cũng như ion, phân tử, )eleetron chuyển động không theo hay khơng có quỹ đạo
II THÍ NGHIỆM CUA SADOVIC
Nhà Vật lắ người Anh là ậađơvic (fames Chadwiek) đã thực hiện thắ
nghiệm để xác định số đơn vị điện tắch hạt nhân Z
Sađơvic thu được Z = 7? đối với platin (Pt) ; Z = 46 đối với (Ag) ; Z = 29 đối với (Cu) -
Kết quả thắ nghiệm của Seđovie chứng tỏ : số dơn vị điện tắch hạt nhân của mộ:
nguyên tử (với đơn vị điện tắch là e,= 4,802.10Ợ)2 CGSE = 1,60217733(49).10Ợ1%
Calông) bằng số thứ tự nguyên tố trong bảng tuân hoàn
Điện tắch ey = 4,802.10Ợ CGSE ~ 1,602.10 FC (2.10) được coi là 1 đơn vị điện tich duong : +1 (vé sau viết 1+)
#8,
WWWW,ẢYKÊMQDYNHON:UC0Ữ.COM
Trang 29TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
Hat mang điện tắch 1+ và khối lượng nghi) bằng 1,6726231(10).10 2 kậ là
proton, viết tất là p Ạ
Ip có điện tắch khối lượng (nghỉ) 1;6726231(10).10 ?Ợkg, tương ứng với 1,00738 afnu) ig an Vậy
m,
Proton duge Gonxtanh (Engen Goldstein) quan sát thấy lấn đầu vào nam 1886 trong thắ nghiệm phéng tia anot (tia đương cực), tới năm 1919 được xác nhận trong thắ nghiệm bin phá hạt nhân nguyên tử bừng hạ / tỉa angha (6) lăng lượng cao do uthơfo và Sađovic thực hiện
II KẾT LUẬN
Từ các mẫu nguyên tử Tomxơn (.J.Thomson, người Anh), Bo (Niels Bohr, người Đan mạch) và mẫu hạt nhân nguyên tử của Ruthofo, kết quả thắ nghiệm của Sadavic, ta có thể hình đung :
ỘMỗi ngun tử có hình khối câu kắch thước cỡ 1U Ộem (hay 10Ộ m) (xem bằng Ế.9), ở lâm là hạt nhân kắch thước đỡ 10"! em (hay 10"! m) Toàn bộ, khối
lượng nguyên tử hẳu như tập trung ở hại nhân Hạt nhân có điện tắch đương (+)
với 36 don vi la Ze Chuyển động xung quanh hạt nhân là Z electron Nguyén tử ưng hoà về điệm
(Cũng với các đặc điểm trên, người ta cồn để cập tới tắnh chất từ của nguyên tử),
2.3 Một số vấn để hod hoc hat nhan
1.SƠ LƯỢC VỀ
A THUYET PROTON-NOTRON
1 Natron
Nắm 1932, khi phân tắch và lắ giải thoả đáng kết quả thắ ng
hạt nhân nguyên tử beri (Be) bằng chùm hạt anfa (a) năng lượng cao, Sađơvic 48 phát hiện ra hạt nơton (kắ hiệu n), Đó là hạt khơng mang điện, có khối lượng hơi lớn hon proton
n bắn phá
29
Trang 30
TỪ LIỆU HÓA HỌC 10 WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
Notron (n) ằ6's6 dign ich bằng zero,
,6749286(10).10 Ộky (tương đương v6i 1,008 amu) | 212)
2, Thuyét proton-notron 2
Thực nghiệm đã xác nhận gi thuyết của các nhà khoa hoe Haixenbec (W-Hẹisenberg, nhà Vật lắ người Đức) và lanenko (Đmiời' Dini
Ivanenko, nhà Vật lắ Liên x6) :
Hạt nhân nguyên tử gồm prolon và nơiron 4 Ngày nay, nội dung đó được gọi là thuyết proton-nơtron `
Kắ hiệu số hạt proton của một hạt nhân nguyên tử lÀ.P, số hạt nơtron là N tạ cổ ; ea
A=P+N Ấ= (2.13)
Các hạt proton, nơtron được gọi chung là cécỔnutleon A duge goi là số khối của một hạt nhân Rõ rằng
A>lvànguyên 7 (2.14) Theo (2.10) tren, rõ rằng P = Z nên về sau ta gọi Z la sé hat proton, s6 don vị điện tắch dương một hạt nhân và Z cũng là số hiệu nguyên tử
Có quy ước kắ hiệu hạt nhân một nguyên tử của nguyên tố hoá học E là :
Ừ zEẼ hay:2E (2.15)
Nếu chỉ chứ ý tới số khối A, ta viết E^ hay ^E (như C'? hay '?Ể)_ (2.16) ỘCẩn lưu ý vị trắ của Z không được thay dểi, vị trắ của A có thể thay đổi
Trong thực tế, đôi khắ để nhấn mạnh A người ta chỉ viét ỘB hay EA
Chẳng hạn C'? hay 12C, 1H hay HỈ
Electron e.có khối lượng nghỉ rất nhỏ so với khối lượng nghỉ của proton p
kay nơtron n chẳng hạn :
836,12 mẤ (2.17)
(1) THÁNH nhắm kỉ hiệu nguyên tS Phdt pho (P2 và Nito(N)!
Trang 31
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
Do đó, gần đúng thường được áp dụtig là ao] Khối lượng của một nguyên từ được coi tập trung ở hat nhân
Bang 2.1 Thanh phần mội số họt nhên nguyên tử _
Neuyen ts | SoProton | SOnetron | Tổng ý Nền (kh
Hidro 1 0 Hidro 1 1 Cacbon 6 6 Cacbon 6 + Oxi ậ 8 Sat 26 28 Ạ "Vàng 719 118 Uren 92 143 Uren 92 146
3, Quy luật về mối liên hệ giữa số proton (Z) với sé notron (N) của các
hạt nhân
Thực nghiệm cho thấy đối với các het nhân bên có một bệ thức liên hệ giữa số proton Z với số nơtron ứ
Ổ Ân G18)
y 2+0,0146A3
Khi A có giá trị nhỏ hay trung bình, céc hat nhén 06 Z = N, nghia la A ~2Z
ỘTuy nhiên; khắ Z tăng, số N tăng nhanh hơn Thực tế cho thấy :
~ Tổng số hạt nhân có'Z chấn lớn hơn nhiều tổng số hạt nhân có Z lẻ ~ Tổng số hạt nhân có A chấn lán hơn nhiều tổng hạt nhân có Á lẻ
ỘHầu hết các hạt nhân có A chiin déu có Z chẩn (trừ JDỂ, ;LẾ, sB!9, ẤN 9), > Chưa gặp trong tự nhiên hạt nhân có ậố khối A thoả mãn hệ thức
A =án +1 với n> 52
3L
Email: daykemqiynhon@gmail.com
Trang 32
THƯLIÉ HĨA-HỌC tủ + tuyết JWWNW.DAYEEMOUYNHONjDCU2.COM
+ Đặc biệt bên là các hạt thân cố Z = N (số "kì diệu" hai lần) nhự Z,
20 hay Z = 28 ; 50 ; 8ỷ và N = 50 Ư 82 ; 126 (số "kì diệuỢ một lần),
(Xem thêm chương VI, từ trang 229 đến trang 261 tài liệu 3*) S
28%
B BẢN KÍNH HẠT NHÂN 3
Hạt nhàn có bán kắnh dưới 10 cm ỘTừ một số phương pháp xác định bán kắnh R của hạt nhân, người ta thừa nhận sự gắn đúng của biểu thức :
R=(07+A'')1210'2em(A>) Ấ3 ƠĨ 19
Chẳng hạn bán kắnh proton khoảng 1,23.10Ợ'Ê em, hạt nhân uran khoảng
2.5.10Ợ? em ,
ỘTừ mô hình đơn giản coi hạt nhân có dạng khối cấu ta sẽ tắnh được thể tắch hạt nhân, từ đó tắnh được khối lượng riêng của hạt dhân vào cỡ 10'*g/cmẺ
C SPIN HAT NHÂN @
Nghiên cứu ứng dụng hạt nhân người ta chữ ý tới spin hạt nhân (ki biện là T)
Có quy luật : Hạt nhân với A chẵn spin 1 lã số nguyên, hạt nhân với Á lẻ suin ỳ
nữa (bán) nguyên
i 1 Ạ1
Vidu : Hi có1= 2 :áCỢ co 1S Ư
Các hạt nhân có ỳ nữa nguyên có tắn hiệu cộng hưởng từ hạt nhân (viết tắt của tiếng Anh là NMR) được ứng dụng rộng rãi có hiệu quả cao trong khoa học và công nghệ như cộng hưởng từ (hạt nhân) proton, 'H- NMR ; cộng hưởng từ hat nhan cacbon~13, ẢCKMR ; Hiện nay tại trùng tâm phản tắch (Thành phố Hỏ Chắ Minh), Viện khoa học và công nghệ (Hà Nội) đã có máy cong hưởng từ hạt nhân đủ mạnh đáp ứng được nhu cầu nghiên cứu trong nước
Đã có một sổ thuyết được đẻ xuất để giải thắch các tắnh chất, đặc biệt là
tắnh bên của hạt nhân (xem tài liệu 3*)
(ỷệ) Trấn Thành Huế, Hoá học đại cương 1 Cấu tạo chất NXB Giáo dục ~ 2000, ti bản 2001 XE Đại học Sự phạm Hà Nội, 2003
Trang 33
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYREMQUYNHON.UCO7.COM
Đ ĐỒNG VỊ
Các đồng vị là các nguyên từ của cùng một nguyên tổ có cùng số
diện tắch hạt nhân Z, Ế
Vắ dụ : Hiđro có 3 đồng vị phổ biến là ,HỶ, (HP (ĐỲ), gH GDS, Ợ
Đã phát hiện được trong thiên nhiên có nguyên tố chỉ có 1 đồng vị bền như
Be, F, P ; hai đồng vị bên như H ; 7 đồng vị bên như Hạ ; 10 đồng vị bên như
Sn ; Hiện nay có khoảng 1080 đồng vị, bao gồm các đồng vị có sẵn trong tự nhiên hoặc nhân tạo
Ngoài khái niệm đồng vị, hoá học hạt nhân còn để cập đến một số khái
Ấ_ niệm khác như : Ừ
Đồng trung : các hạt nhân khác nhau về Z, cùng số N_
Vắ dụ : 2nCaệ và ArẼS
Đồng gương : hai hạt nhân có liên hệ Z,=N; ; Z2 = Nụ ;
Z,, Z_: 86 proton ở hạt nhân 1, hạt nhân 2
Nị, Nạ : số nơtron ở hạt nhân 1, hạt nhân 2
Vi due = 9Ca va gk
ỘTrong thiên nhiên mỗi nguyên tố hoá học tổn tại với các tỉ lệ thắch hợp các đồng vị (bển) của ngun tổ đó
_Vì vậy trọng lượng tương đối nguyên tử của một nguyên tố bằng trung bình có trọng số trọng lượng nặiyyên tử các đồng vi, Do đó trị số này luôn là một số
thập phân
Vi dy : Thieo bang tuần hồn, ta có C= 12,01 Trong thiên nhiên cacbon có 2 đồng vị bên là CẺ? và CỔ, Vậy tỉ lệ mỗi đồng vị đó góp vào cacbon tự nhiên là :
12x + 13 (I-x) = 12,01 > x =0,99
'Vậy, một cách gần đúng, cacbon tự nhiên gồm 99% C2 và 1% CỬ,
4) Tiéng Anh 1a : Atomic weight is weighted average of masses of constituent isotopes of an clenei Jien trang 13 Glossary, ti lieu 2**)
3f<nUIÓAHGĐG 33
Email: daykemquynhon@gmail.com
Trang 34
TH LIỆU HÓA HỘC-10: ` ng
E SƠ rước VỆ CẤU TRÚC HẠT NH:
ỔThue nghiệm cũng như tắnh nấng lượng liên kết hạt nhận {xem mục Ll sau đây) cho thấy hát nhân nguyên tử có mức độ bền vững khác nhau é
Đã có một số thuyết được để nghị để giải thắch các tắnh chất của hatha
ỘThuyết được thừa nhận rộng rãi do.Yuknwa đưa ra năm 1935, Theo thuẶết này, lực hút giữa các nueleon được tạo ra đo quá uình liên tục hình thành Và phân
huỷ mezonpi công (Ợ) và mezonpi trừ (x ) Các mezonpi này biến đổi thành
pozitron hay negatron và nơtrino (vọ) Có thể biểu diễn quá trình trên như sau :
ipalnew; ee ety, Đà ]p+ cm +,
C6 một số mô hình hay mẫu bạt được để nghị: Hai mẫu sau đây thường được để cập
Mẫu giọt hạt nhàn có hình âm tuong ty giot chất lỏng
Mẫu vỏ : các nueleon chuyén dong théo gác obitan riêng : tập hợp một số lượng xác định các nucleon lập thành một lớp vỏ (kắn)
Hat ahan có lớp vỏ kắa ổn dịnh nhất,
Nghiên cứu về các hạt cơ bản và hạt nhân đarỉg là một lĩnh vực thu hút sự
quan tâm của các nhà khoa học irên thế giới Người Việt Nam ta cũng có một
số nhà khoa học chuyên tâm vào lĩnh vực khó nhưng thú vị này, trong số đồ có
GS.TSKH Vien sĩ Nguyễn Vấn Hiệu, GS.TSKH Trịnh Xuân Thuận, nhà khoa
học trẻ, GS.TSKH Đàm Thành Sơn
II HOÁ HỌC HẠT NHÂN A MOT SO VẤN ĐỀ CHUNG
1 Các định luật cơ sở của hoá học hạt nhân
Định luật bảo toàn vật chất : Vật chất không tự sinh ra, không tự mất đi ; vật chất chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác (hoặc từ nơi này tới nơi khác)
ỔDay là định luật khái quát của vũ trụ
34 seerundanocts
Email: daykemquynhon@gmail.com
Trang 35
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
Định luật bảo toàn điện tắch : Trong một phản ting hoá học hạt nhân, tổng số lên tắch được bảo toàn (hay hiệu các tổng số đơn vị điện tắch trước tà Sam
Đây là một sự biểu hiện cụ thể của định luật bảo toàn vật chất nổi trên (Xin xem vắ dụ ở mục B sau đây)
Định luật chuyển dời (hay định luật Fajan~Sody)
(Xin xem vắ dụ ở mye Bị sau đây)
2 Các tia phóng xạ
Các tia phóng xạ là tên gọi các dòng hạt cơ bản có năng lượng rất cao kèm theo khi phản ứng hạt nhân xảy ra Người ta thường để cập 3 loại hạt cơ bản tạo
ra 3 loại tỉa tương ứng sau đây : =
at có số điện tắch +2, số khối 4 Đó chắnh là hạt
Hat anpha (hay anfa) :
nhân nguyên tử Heli
Kắ hiệu : 2He` hay ;oÝ (hoặc viết got: ở) (220)
Hạt beia : Hạt có số điện tắch Ở1, số khối xấp xỉ bằng zero Đó chắnh là
electron i
Kắ hiệu _,eồ hay _,B (hay vigt gon : B) (2.21)
Hạt gamma : Hạt có số điện tắch và số khối xấp xì bằng zero Đó chắnh là
photon (hat ánh sắng) s
Kắ hiệu gồ (hay viết gọn : ) (2.22)
'Về năng lượng : hạt (tia) gamma cao nhất, tiếp đến là hạt (tia) beta, sau dé
là hạt (tia) anfa
'Về khả năng đâm xuyên : hat (tia) y là cực đại, tiếp đến là B, sau đó Ta a
'Vẻ khả năng gây ra sự ion hoá : lớn nhất là tia ơ, yếu nhất là Ẩ
3, Một số đặc điểm chắnh của phân ứng hoá học hạt nhân
Chúng tôi thống kê một số đặc điểm, để nghị bạn đọc chỉ ra vắ dụ minh hóa
(ở phần sau) và hay so sánh với phản ứng hoá học thơng thường -< Là q trình nội hạt nhân
Ộ<= Vé nguyên tắc, "chất" tham gia có thể đơn chất hay hợp chất, thường là -
'ợp chất:
35
Email: daykemquynhon@gmail.com WIVW.FACEBOOK.C
Trang 36
TH LIỆU HÓA HỌC 10 WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
Ở Phân ứng dây chuyển phân nhánh (kiểu thác đổ) Ở Giải phóng năng lượng không lồ
B MOT SO LOẠI PHẢN ỨNG HOÁ HỌC HẠT NHÂN
B1 Phóng xạ tự nhiên 1, Khái niệm
Quá trình một hạt nhân nguyên tử tự phân huỷ tạo ra hệt nhân méi, tia
Phóng sợ có năng lượng cao (bạt cơ bản) được gọi là sự phóng xe tự nhiên (huy
sự tự phân rã, tự phân huỷ hạt nhân)
Sơ đô khái quất của qua tinh phóng xạ tự nhiên là ;Ỉ
XỞ sản phẩm x (2.23)
Tinh phóng xạ tự nhien là khả năng của cáo Ghat chia các nguyên tố xác dịnh, không căn tác động bên ngoài, tự phát ra bức xạ khơng nhìn thấy được có thành phân phức tạp
Hiện tượng phóng xạ tự nhién được nữà khoa học Pháp là Henri Becoren
(Henri Beoquerel) phát hiện năm 1896 Bắ Mari Quyri (Marie Skodovxska Curie) nhà Vật l Ba Lan nghiên cứu có hệ thống hiện tượng này
2 Phóng xạ anfa, beta
Sự phỏng xạ tự nhiên xây ra từng bước hay trực tiếp Sự phóng xa tao ra tia (hạU anfa (g), được gọi là sự pliổng xạ anẶz
Vidụ 68 og th? ~ Het 029
Sự phóng xạ tạo ra tia (hat) beta (B), được gọi là sự phng xg befụ
Vide Ao og TH Hy g Pa 4 0ồ (2.25)
ỘĐến day bạn đọc sẽ có câu hỏi : O6 sw phéng xa gamma hay không 2 Có lẽ, sẽ
thú vị hơn nếu để bạn đọc cho câu trả lời
Đối với:mỗi nguyên tố có phóng xạ tự nhiên, quá trình tự xảy ra cho tới thu được hạt nhăn nguyên tử của một nguyên tố tương đối bẻn, thường gọi là đồng,
vi bér
36
Trang 37
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WW.DAYREMOUYNHON.UC0/.COM
Vắ dụ với g;UỢỞ ta đang xét trên, đồng vị bên thu được cuối cùng là xƯPb^%, Sơ đồ của sự phóng xạ tự nhiên đó được minh hoạ trong Bình 2.4 sau day
VN 26: Ùx é 2B Rad = Ru ềBP Ra ề8 eS ?#Un TH e#Ở `, NGA $ th 2 x2 SY 7Ợ
Hinn 2.4 : 80 đỗ mình hoạ quả tắnh phóng xạ Ìự nhiên cửa saUỢỢ tới đông vị bến gpPbỎ ỘChú ý iên hệ thú vị giữa 4 hạt nhãn RaC, RàG7, RaCỢ về RaD được gọi ã "chạc Tho
Khi lập phương trình phản ứg hố học hạt nhân ta có thể xét sự phóng xạ
anfa, sự phóng xạ beta riêng rẻ hoặc tổ hợp một loạt các biến đổi Bạn hãy cho
phương trình đó của dãy Uran ta vữa để cập,
ei i St oh fi i
sau day
3 Dinh luật chuyển đời
Người ta quy ước nguyên tố phóng xạ là nguyên tố mẹ, nguyên tố thu dược là
tguyên tố con nếu nó lại cơ tắnh phóng xạ
Định luật chuyển đời để cập vị trắ trong bằng tuần hoàn (BTH) của nguyên tố
con so với nguyên 16 me trong méi sue phéng xa anfa, beta
Sự pháng xạ ở tạo ra nguyên tố con ở bên trái nguyên tố mẹ hai 8 trong BTH:
'Ạó thể biểu diễn nội dung đó bằng liên hệ :
2 Ea
Sự phóng xạ 8 tạo ra nguyên tổ con ỷ-ngay bện phải nguyên tố mẹ
trong BTH
37
Trang 38
TƯ LIỆN HĨẢ HỌC lơ - ` eae 2 ywibavervoursnonibcoz.com
Tương tự trên tạ có liền hệ 7 peel
: > ait ee ⁄
Vidu pK? Ộ> 99a? + 40ồ
Sự Phân r hạt nhân chỉ phát me tia gamma, khong Tim bién d6i ỘmgỢ ye athe hoá học nhưng có sự thay đổi trạng thái năng lượng hạt nhân cizanguyén t6 d6
B2 Phản ứng nhiệt hạt nhân
1 Khái niệm ặ
Qué wink các lạt nhân nhẹ Kết hợp thành hạt nhân nặng hơn được gọi là phản lãng nhiệt hạt nhân (hay phản ứng nhiệt hạch)
ỔTen goi của phản ứng này bắt nguồn từ việc phải đùng một năng lượng cực lớn
để các hạt nhan thắng lực-đẩy giữa chúng, tiến lại gắn nhau cho phản ứng xảy ra
ỔNang lượng đồ phậi tạo được nhiệt độ tới hàng trăm triệu độ !
2 Năng lượng của phân ứng nhiệt hạch
Phản ứng nhiệt hạch giải phóng một năng lượng khổng 16 Nang lượng này
không những bừ vào năng lượng đã cung cấp'mà cịn thốt ra bên ngồi Đây là
.đặc điểm riêng làm cho việc kiểm soát phẩn fig này cục kì khó khăn, thực tế biện
nay mới bước đầu kiểm soát được một cách có hiệu quả vì mục đắch dân sự Do dé
việc ứng dụng phản ứng này còn là một thách đố lớn đối với loài người ỘCác phản ứng sau đây thường được để cập đến :
gHÍ+yT + He! AH =-19,8 MeV yD? +,Tồ Ở jHe*+ onỖ; AH =Ở19,8 MeV, 3Liệ + D? +.2,He* ; AH =-19,8 MeV
C6 giả thuyết cho răng năng lượng khổng lỏ của Mat Trời cấp cho sự sống của mn lồi trên Trái Đất là do các phản ứng nhiệt hạch tạơ ra Nam 1938, Bote (Bothe) và Kritcfin đẠritsfild) cho rằng chu kì photon Ở photon sau đây có thể là một nguồn cung cấp năng lượng đó
WAH oyDtsct+y; ANH
yD'+,H! > He +y; ỘAH
Ừ He? +H! > ;Het + e*; AH
Email: daykemquynhon @gmail.com
Trang 39
TỪ LIỆU HÓA HỌC 1đ WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
C6 mot hat nhan He được tạo rã từ 4 hạt nhân ;HỢ sau quá tình này Nang
lượng được giải phóng sau qué tinh này vào khoảng 26 MeV hay 7000000 KWh
mỗi lẫn 4g He được tạo ra =
B3 Phóng xạ nhân tạo
1, Quá trình hạt cơ bản (đạn) bắn vào hạt nhân nguyễn tit nhe (bia) tạo ra hat
nhân mới lém bên tự phân huỷ tạo ra hạt nhân bên bơn, tia phống Xu (năng lượng cao), được gọi là sự phóng xạ nhân tạo
Sơ đồ của phóng xạ nhân tạo là :
Bia + ĐạnỞ> [hạt nhân trung gian kém bên] Ở> hạt nhân bên hơn + tia phéng xa
Ss 2.26)
Viág :2NE + dleỖ > GF) ể 0" + WE:
Quy ước viết sự phéng xa nhan tao gém mot day kắ hiệu từ trấi qua phải :
Bia (đạn hại ạo thành) nguyệt tổ m 022
"Với phản ting tren ta viet : 7N"* (@,p) 307 (2.28) 'Người ta còn viết kắ hiệu (2.28) gọn hơn, chỉ gồm (đạn, hạt tạo thành) nbu (cr, p) Sự phân loại các phản ứng phóng xạ nhân tạo được dựa vào hạt làm dạn (xem tài liệu 3*, trang 250) v
Sự phóng xạ nhân tạó được Ruthơfo phát hiện đầu tiên vào năm 1919 Hiện nay đã có gần 1000 phản đĩắg được nghiên cứu
Sự phóng xa nhân tạo là cơ sở cho việc ứng dụng năng lượng nguyên tử vào mục đắch hồ bình đang được nhân loại quan tảm Dưới đây ta xét một khắa cạnh khác của phản ứng này
2, Sự phân hạch hạt nhân
Hiện tượng một hạt nhân làm bìa bị "vỡ raỢ thành các mảnh khi bị bắn bằng hạt cơ bản (an), được gọi là sự phân hạch hạt nhân
- Hiện tượng này được phát hiện vào năm 1938, 1939 nhờ một số nhà Vat lắ như Han (Otto Hahn), Frito (Stansman Trisch), đặc biệt Tà ông bà.Jolio và ren Quyri
(@oliot Curie, Irene Joliot Curie), con rẻ và con gái ba Mari Quyri
39
Trang 40
TH LƑEL! HÓA HỌC 10 WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.cOM
Marie Stlodovxka Curie (1867 Ở 1934) Ở thường gọi tất là Mari Quyri ~ nhà vật lắ và hoá học Ba Lan xuất sắc Các cơng trình ẹơ bản của bà dành cho việc nghiên cứu về tắnh phóng xạ tự nhiên, khám phá ra các nguyên tố phóng xa méi Ở poloni va radi, khởi thảo ra các phương pháp thu các nguyên tố đó dưới dang tỉnh khiết, bà đã có những cơng trình đầu tiên vẻ tác dụng của các bức xạ có nh phóng xạ trên các
mô sống Sơ đồ chung của sự phân hạch được minh hụa bằng hình 2.5 sau đây :
Hình 2 5 Phẫn ứng phân chia hạt nhân gạUỢ
Tình ảnh đó- thể diễn tả cụ thể hơn bằng một trong các phản ứng hoá học hạt nhân sau đây ý
GOP at gn! + gk? +2 on!
927 + ga! > sgBal? + s6KO* + 3 gn! (2.29)
gnu? + on! > sgBalỎ* + sgKi** + 12 on!
A8: